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关于STM32F中AD采样的三种方法分析

菜鸟
2019-08-23 19:51:24    评分

在进行STM32F中AD采样的学习中,我们知道AD采样的方法有多种,按照逻辑程序处理有三种方式,一种是查询模式,一种是中断处理模式,一种是DMA模式。三种方法按照处理复杂方法DMA模式处理模式效率最高,其次是中断处理模式,最差是查询模式,相信很多学者在学习AD采样程序时,很多例程采用DMA模式,在这里我针对三种程序进行分别分析。
1、AD采样查询模式
     在AD采样查询模式中,我们需要注意的是IO口的初始化配置,这里我采用PA2作为模拟采集的引脚(AIN2)和串口3作为打印输出。www.smpeizi.com
    具体如下:建立一个USART3.C和USART3.H文件,其程序为:
#include "usart3.h"
#include "stdarg.h"

u8 SendBuff[SENDBUFF_SIZE];
void USART3_Config(void)
{
  //定义结构体
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  //开启外部时钟
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
       RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE );
        // USART3 GPIO configwww.jtpipe.com
       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOAtiNG;
      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);        
        
         //USART3 mode config
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
        USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
        USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;www.3sjtw.com
        USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
        USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
        USART_Cmd(USART3, ENABLE);
}
   其次建立一个ADC.C和一个ADC.H文件,其中ADC.C中程序为:
void ADC1_Init(void)
{
        ADC1_GPIO_Config();
        ADC1_Mode_Config();
}

static void ADC1_GPIO_Config(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        //开启外部时钟
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
        //配置PA2引脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
                //配置为模拟输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
                //调用库函数www.aiidol.com
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
static void ADC1_Mode_Config(void)
{
        //ADC1_ configuration
        ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
        //独立ADC模式
        ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
        //禁止扫描模式
        ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
        //开启连续转换模式
        ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不使用外部触发转换
        ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //采集数据右对齐
        ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;  //要转换的通道数目1
        ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);
        
        //配置ADC时钟,为PCLK2的8分频,即9Mhz
        RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
        //配置ADC1的通道2位55.5个采集周期
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
        ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
        //复位校准寄存器
        ADC_ResetCalibration(ADC1);
        //等待校准寄存器复位完成
        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
        //ADC校准
        ADC_StartCalibration(ADC1);
        while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
        //由于没有使用外部触发,所以使用软件触发ADC转换
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);  
}

    然后在主函数main中其程序代码如下:
     int main(void)
{
        USART3_Config();
          ADC1_Init();
            printf("输入ADC值"); 
    while(1)
                {
                        ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
                        ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3;    //读取ADC转换的值
                        printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);
      printf("\r\n the current AD value = %f V \r\n",ADC_ConvertedValueLocal);
                        Delay(0xFFFFEE);www.pzzs168.com
                }
}  
        这样采用查询的方法即可以采集ADC的电压值,一个值为16进制转换的值,一个是转换计算的值。说明一下:ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
一定要放在while中,只有这样,采集的ADC电压值才是实时采集的电压值。放在while外面,则采集的电压值为第一次的电压值,且读取的电压值不会变化。对于4096的值来源在于ADC采集的数值是12位ADC,即是2的12次方。
2、中断查询ADC程序
      对于中断查询采集ADC程序主要是在ADC.C和main函数中有差别。具体ADC.C程序为:
void ADC1_Init(void)
{
        ADC1_GPIO_Config();
        ADC1_Mode_Config();
ADC_NVIC_Config();
}
static void ADC_NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;www.dnshost.com.cn

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC1_2_IRQn;            
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;    
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;           
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}        

static void ADC1_GPIO_Config(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        //开启外部时钟
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
        //配置PA2引脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
                //配置为模拟输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
                //调用库函数
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
static void ADC1_Mode_Config(void)
{
        //ADC1_ configuration
        ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
        //独立ADC模式
        ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
        //禁止扫描模式
        ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
        //开启连续转换模式
        ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不使用外部触发转换www.idiancai.com
        ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //采集数据右对齐
        ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;  //要转换的通道数目1
        ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);

        //配置ADC时钟,为PCLK2的8分频,即9Mhz
        RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
        //配置ADC1的通道2位55.5个采集周期
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE);  //开启ADC采集中断
        ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
        //复位校准寄存器
        ADC_ResetCalibration(ADC1);
        //等待校准寄存器复位完成
        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
        //ADC校准
        ADC_StartCalibration(ADC1);
        while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
        //由于没有使用外部触发,所以使用软件触发ADC转换
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);  
}

   对于main函数如下:
     int main(void)
{
        USART3_Config();
          ADC1_Init();
            printf("输入ADC值"); 
    while(1)
                {
                        ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3;    //读取ADC转换的值www.jtpipe.com
                        printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);
      printf("\r\n the current AD value = %f V \r\n",ADC_ConvertedValueLocal);
                        Delay(0xFFFFEE);
                }
}  
void ADC_IRQHandler(void)
{        
    IF (ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_EOC) == SET) 
    {
            ADC_ConvertedValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);       
    }
    ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_EOC);
}

在引入void ADC_IRQHandler(void)这个中断服务函数之前,一定要进行
#define    ADC_IRQHandler                ADC1_2_IRQHandler 
否则中断无法执行,无法进行ADC采集。
3、DMA模式的ADC采集程序
      采用这种方式的ADC采集程序,其在ADC.C程序为:
void ADC1_Init(void)
{
        ADC1_GPIO_Config();
        ADC1_Mode_Config();
}

static void ADC1_GPIO_Config(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        //开启外部时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
        //配置PA2引脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
                //配置为模拟输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
                //调用库函数
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
static void ADC1_Mode_Config(void)
{www.dnshost.com.cn
        DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
        ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
        DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

        DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_ConvertedValue; 
        DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
        DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1; 
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; 
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;  
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize= DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;          DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; 
        DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
        DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; 
        DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
        DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStructure);
        DMA_Cmd (DMA1_Channel1,ENABLE);

        //ADC1_ configuration
        ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
        //独立ADC模式
        ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
        //禁止扫描模式
        ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
        //开启连续转换模式
        ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不使用外部触发转换
        ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //采集数据右对齐
        ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;  //要转换的通道数目1
        ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);

        //配置ADC时钟,为PCLK2的8分频,即9Mhz
        RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
        //配置ADC1的通道2位55.5个采集周期
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);
        ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
        //复位校准寄存器
        ADC_ResetCalibration(ADC1);
        //等待校准寄存器复位完成
        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
        //ADC校准
        ADC_StartCalibration(ADC1);
        while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
        //由于没有使用外部触发,所以使用软件触发ADC转换
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);  
}
  在这里需要对ADC1_DR_Address地址值进行定义,具体定义可以在ADC.H文件中,表现为:#define ADC1_DR_Address   ((u32)0x40012400+0x4c)
   在main中函数为:
  int main(void)
{
USART3_Config();
  ADC1_Init();
    printf("输入ADC值"); 
    while(1)
{
ADC_ConvertedValueLocal =(float)ADC_ConvertedValue/4096*3.3;    //读取ADC转换的值
printf("\r\n the current AD value = 0x%04X \r\n",ADC_ConvertedValue);
      printf("\r\n the current AD value = %f V \r\n",ADC_ConvertedValueLocal);
Delay(0xFFFFEE);
}
}  
    通过实际测试,三种程序处理方式得到的结果都是一样,这表明三种方式是可行的。不过后续在具体功能程序设计时,建议采用中断查询或者DMA模式。



工程师
2019-08-23 23:09:43    评分
2楼

学习一下


助工
2019-08-23 23:19:17    评分
3楼

有空我就试试


助工
2019-08-27 23:28:01    评分
4楼

很全!


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